CN109567869B - 一种处理胎心率曲线上加速活动的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理胎心率曲线上加速活动的方法及系统，用于实现：使用多种采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；胎心率数据进行预处理得到胎心率曲线，进一步，基于胎心率基线及胎心曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。本发明的有益效果为：提高加速活动识别的准确性，减少错判、多判的结果出现。

Description

一种处理胎心率曲线上加速活动的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种处理胎心率曲线上加速活动的方法及系统，属于计算机检测领域。

背景技术

在当前妇产科的临床上，对胎儿心率的研究和分析是诊断胎儿健康疾病与否的重要的环节之一。对妊娠期胎儿心率进行一段时间的监护，比如监护10或者20分钟的胎心率数据，然后观察具有一定波动的胎心率曲线是否在正常110BPM～160BPM范围；其次观察有无伴随胎动出现的心率加速，10min或者20min内伴随胎动加速的次数，以及受宫缩影响的心率加速次数等。

目前，最常见的胎儿心率数据的获取，大都是运用超声多普勒原理，在母亲腹部接近胎儿心脏位置处，进行声音信号的获取，然后利用自相关算法，对数据进行分析计算，得到胎儿的瞬时心率值。胎心率加速，是胎儿心率快速上升的一种现象，在CTG图形上，表现为持续一定时间的胎儿心率幅度上升并达到一定心率值的“拱”形变化。

根据怀孕周数的不同，FHR加速的判断标准也是有区别的：妊娠时间<32孕周，FHR加速>10BPM，10s<持续时间≤2min；妊娠时间≥32孕周，FHR加速>15BPM，15s<持续时间≤2min。

对胎儿心率进行全面分析和诊断中，胎心率加速活动的识别和判断是其中重要的一项。同时，FHR加速具有重要的临床意义：妊娠期间，伴随着胎动、宫缩、外界刺激等情况下，发生的胎心率加速，系胎儿良好的标志；分娩期间，伴随着胎动发生的胎心率加速，说明胎儿的储备良好，但是伴随子宫收缩反复出现的周期性加速，即同步加速，多说明脐带有轻度受压；伴随胎动及其他刺激时，长时间没有胎心率加速的发生，多说明宝宝存在缺氧风险。总之，根据胎儿心率加速的发生情况，可以帮助临床确定胎儿的状况，并根据具体情况采取相应的干预措施。

现有的对胎心率加速的识别和判断方法，主要有两种：一种是基于人工经验判读的目测法，对加速活动进行判断和计数；第二种是利用相关信号处理计算，将胎心率进行数字化，并采用相关算法处理技术，对胎儿心率加速活动进行分析和判断。

现有的基于人工经验判读的方法是基于电子胎心监护中胎心率加速的定义，并采用目测的方式进行判断和计数。从总体上，具有高度专业经验的人工经验判读是目前结果最为准确，效果最为符合实际临床结果的一种方法。但是由于个体经验的局限性，医生对电子胎心监护的学习和理解是有差异性的，对判读的结果也存在一定主观性的影响。因此，以目测的方法对胎心率加速的判断客观性不够，受主观因素影响比较大,而且，由于需要医生对每份数据都要进行判读，占用的时间比较多，会降低医护人员的工作效率。

因此，基于算法进行胎心率活动分析和判断的技术，成为现在普遍使用的方式，而且越来越多地被临床上接受。

算法分析加速活动的依据是电子胎心监护学、妇产科学等医学标准，由于算法处理方式和处理能力的差异性，导致此项技术的实际临床使用效果也是参差不齐：有的错判，将胎心率基线变异部分判为加速；有的存在多判，将一个存在短暂恢复到基线附近的加速活动判断为两个，导致加速结果偏多；有的少判，遇到加速的上升过程比较复杂情况的数据变化时，算法识别加速活动的能力有限，造成了加速活动未判断出来的情况发生。所以，一项具备准确判断和计算胎儿心率加速活动能力的技术，是被市场极为需求的。

发明内容

本发明公开的几个示例方面的概述如下。提供本概述是为了读者的方便，以提供对这些实施例的基本理解而不是完全地限定本发明的范围。本概述不是所有预期实施例的广泛综述，并且既不旨在标识所有方面的关键或重要元素，也不描述任何或所有方面的范围。其唯一目的在于以简化的形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。为了方便，在本文中术语“一些实施例”可用于指本公开的单一实施例或者多个实施例。

针对上述问题，本发明提出了一种识别和计算胎心率加速活动的方法：对已经获取的一定时间段的胎儿心率数据进行处理分析，进而通过算法的识别和计算胎儿心率的加速活动。通过算法进行数据分析的方式，软件处理的优点是时效快，解决了人工经验判读的效率低问题。同时，通过提高和优化算法性能，达到降低判错、多判、少判的误差，提高加速活动识别的准确率的目的。

本发明的技术方案包括一种处理胎心率曲线上加速活动的方法，该方法包括以下步骤：S1，使用多种采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；S2，胎心率数据进行预处理得到胎心率曲线，进一步，基于胎心率基线及胎心曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；S3，通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中步骤S1具体包括：使用胎心采集装置对胎心声音信号进行采集，进而使用算法处理对信号分析计算,得出胎心率值数值，记录并保存一定时间内的胎儿心率值，绘制为胎心率曲线；将胎心率曲线中的胎儿心率值范围之外的数据剔除，得到胎心率数据序列，胎心率数据序列中的数据即为有效胎儿心率数据，其中有效胎儿心率值范围为40-220bpm；

在胎心数据序列上进行基线的计算，其中基线为BFHR基线。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中预处理具体包括：使用双层均值滤波对数据的噪声、干扰等数据部分进行去除。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中第一次加速位置判断具体包括：在滤波处理后的胎心率曲线上，设定第一幅度阈值与第一时间阈值；基于BFHR基线使用峰谷值搜索法，判断并筛选出胎心曲线高于基线部分的拱形变化，计算并保存拱形变化区的心率最大峰值及其位置，作为峰值；保存峰值大小和位置在二维数组AP内。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中加速变化位置的调整具体包括：根据二维数组AP中的峰值信息在胎心率曲线上定位出相应的位置；在二维数组AP中所对应的位置一定范围内，重新寻找出胎心率曲线上的加速变化处的峰值，将峰值的数值大小和位置保存在二维数组NAP中。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中局部基线值的计算具体包括：计算数组NAP中每个峰值位置处上升沿的起始点位置、下降沿的终止点位置；计算每个峰值位置处，自起始点向预设时间内的胎心率值的总和，计算其平均值，作为局部基线值；若相邻两个峰值之间，前一个峰的下降终止点与后一个峰的上升起始点之间距离比较近，如若近到满足预设距离时，则可将相近两个加速变化处的局部基线一起进行计算。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中第二次加速位置判断具体包括：设置预设峰峰距离，比较峰值之间的距离，若相邻峰值间的距离在预设峰峰距离之内，视为峰值同在一个加速变化活动内；若相邻峰值间的距离大于预设峰峰距离，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点或后一个峰值的上升沿起始点的心率值大小，若心率值高于局部基线FHRH的个数值，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内；若相邻峰值间的距离大于预设峰峰距离且小于预设峰峰距离最大值，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点与后一个峰值的上升沿起始点，若为同一个位置或距离在预设距离范围之内，并且有其中一个或多个峰值处的上升持续时间小于预设时间范围，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内；对满足上述三个条件中任意一个的峰值，比较相邻峰值处的心率值大小，将最大处峰值位置视为此次加速变化的峰值位置。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中计算加速变化起始点和结束点具体包括：设置第二幅度阈值及第二时间阈值；在胎心率曲线相应的局部基线预设范围内，基于第二幅度阈值及第二时间阈值信息在二维数据NAP中的峰值，向前寻找接近局部基线位置处的最小值，其中，最小值与峰值之间要满足幅度差大于第二幅度阈值且距离大于第二时间阈值；查找出的最小值即为加速变化的起始点，记录并保存起始点的心率值和位置在二维数组AST中；基于第二幅度阈值及第二时间阈值信息在二维数据NAP中的峰值，向后寻找接近局部基线位置处的最小值；查找出的最小值即为加速变化的结束点，记录并保存结束点的心率值和位置在二维数组AED中。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中计算曲线变化指标具体包括：计算各个加速变化的上升持续时间、上升幅度及恢复时间的大小，通过三个指标对NAP中峰值处的加速变化进行判断，确定是否为一次真正的加速活动，其中加速变化包括上升起始点位置、心率值、下降结束点的位置、心率值和峰值位置、峰值心率值。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中加速活动的判断具体包括：根据上升持续时间、上升幅度、恢复时间及判定条件，确定胎心率曲线上一次加速变化是否为加速活动，筛选二维数组NAP中所有不符合条件的峰值，并保留符合加速判断条件的峰值与位置。

根据所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其中判定条件包括：第一判定条件，若孕周32周及以上，上升振幅大于15BPM，上升持续时间大于15s，峰值恢复时间大于15s，视为一次加速活动；第二判定条件，孕周32周以下，上升振幅大于10BPM，上升持续时间大于10s，峰值恢复时间大于10s，视为一次加速活动。

本发明的技术方案还包括执行上述任意方法的一种处理胎心率曲线上加速活动的系统，该系统包括：数据采集模块，用于使用多种采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；加速判断模块，获取胎心率数据并进行预处理得到胎心率曲线，进一步，基于胎心率基线及胎心曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；显示模块，用于通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

本发明的有益效果为：计算和使用局部基线；峰值密集出现处的胎心曲线加速变化的判断；灵活使用多个预设值；对峰值的多次分析和判断。根据该方案不仅有利于提高算法处理过程中各个变量计算的准确性，而且对加速活动的识别和计算有着非常大的作用。以及，引入局部基线，不仅能够更加准确的计算和选取峰值，而且能够更加准确的计算出加速变化起始点和结束点的位置。本发明在处理过程中还灵活使用了多个预设值，不同的预设值起着不同的作用，能够从不同数值效果上进行条件的筛选和判断。最终，达到对峰值进行多次分析和判断的目的，并通过对加速上升持续时间、上升幅度、恢复时间的计算，提高加速活动识别的准确性，减少错判、多判的结果出现。

附图说明

图1所示为根据本发明的方法的总体流程图；

图2所示为根据本发明实施方式的总体系统框图；

图3所示为根据本发明实施方式的详细工作流程图；

图4所示为根据本发明实施方式的加速活动判断与计算的详细处理流程图；

图5所示为根据本发明实施方式的峰值查找示意图；

图6所示为根据本发明实施方式的峰值位置示意图；

图7所示为根据本发明实施方式的集中出现的峰值位置示意图；

图8所示为根据本发明实施方式的加速变化活动的位置示意图；

图9所示为根据本发明实施方式的最小值与峰值位置关系图示意图；

图10所示为根据本发明实施方式的上升起始点位置、下降结束点、峰值的位置示意图；

图11所示为根据本发明实施方式的加速活动位置示意图。

具体实施方式

本发明的技术方案包括一种处理胎心率曲线上加速活动的方法及系统，适用于以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

图1所示为根据本发明的方法的总体流程图。具体包括：S1，使用多种采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；S2，胎心率数据进行预处理得到胎心率曲线，进一步，基于胎心率基线及胎心曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；S3，通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

图2所示为根据本发明实施方式的总体系统框图。具体包括：数据采集模块，用于使用多种采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；加速判断模块，获取胎心率数据并进行预处理得到胎心率曲线，进一步，基于胎心率基线及胎心曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；显示模块，用于通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

图3所示为根据本发明实施方式的详细工作流程图。详细的，其包括以下处理步骤，如T1-T12所示：

T1，胎心率数据获取。胎心率数据是通过胎心模块对胎心声音信号进行采集，进而采用算法处理对信号分析计算,得出胎心率值数值。一般情况下，记录并存储一定时间的胎儿心率值，描绘成线，即可得到胎心率曲线。本发明采用获取的20分钟胎心率数据，描绘成曲线C。见图5，为20分钟时间长的胎心率数据曲线C，图中横轴一般代表时间轴(或者采样点轴)，纵轴一般代表胎儿心率值。参考图5所示的，该图表示峰值查找示意图，图中为20分钟胎心率数据曲线。

T2，获取有效胎儿心率值。将曲线C中的胎儿心率值范围之外的数据剔除，得到胎心率数据序列E，E中的数据即为有效胎儿心率数据。依据医学标准中定义的胎儿心率值的范围：通常在40-220bpm之间的胎心率值为有效胎儿心率值。

T3，计算胎心率基线。基线是判断加速活动的一个重要参照基准线，基线计算的正确与否，直接关系到加速活动判断准确与否。加速活动中的上升持续时间和上升幅度的计算要以基线为参照线，其计算结果大小与基线的判断正确与否有着直接的关系，尤其处于临界值范围附近时，加速活动能否准确识别也会受到影响。因此，基线方面的计算是本发明中仅次于加速活动识别判断的重要内容之一。本发明首先计算全局基线，其计算过程如下：在胎心数据序列E上进行基线的计算，其计算方法参考《妇产科学》或者NICHD指南中关于基线的定义：20分钟内胎心率数据的平均值。本步骤中计算出的FHR基线值，记为记为BFHR，称为全局基线。

T4，对胎心曲线进行预处理。对胎心率数据进行前期预处理，主要是对数据的噪声、干扰等数据部分进行去除。剔除噪声和干扰之后的数据，对加速活动的准确识别处理有很大帮助。本发明针对噪声和干扰数据，采用的处理方法是双层均值滤波法：均值滤波f1、均值滤波f2，其处理过程如下：对胎心曲线C进行均值滤波f1处理，得到曲线C1；对曲线C1进行均值滤波f2处理，得到曲线C2。其中，滤波f1的滑动窗口是w1，滤波f2的滑动窗口是w2，w1、w2为预先设置的参数。

T5，加速变化位置的初判断。由加速活动的含义可知，加速活动要从上升幅度、上升持续时间和峰值恢复时间三个方面进行判断。所以，本发明对加速活动识别的主要过程就是通过精确的分析、寻找和计算出加速变化处的峰值位置，进而计算出上升幅度、上升持续时间和峰值恢复时间，最后，利用各指标信息判断此次加速变化是否为一次加速活动。在曲线C2上，设定幅度阈值aT与时间阈值tT。利用全局基线BFHR信息，采用峰谷值搜索法，判断并筛选出高于基线部分的“拱”形变化，计算并保存“拱”形变化区的心率最大峰值及其位置，称其为峰值，保存峰值大小和位置在二维数组AP内。其中，幅度阈值aT、时间阈值tT为预先设置的参数。峰值位置查找的数据示例如图6所示，该图表示峰值1-14的位置。

T6，加速变化位置的调整。需要说明的是：步骤T3中，全局基线BFHR是基于有效心率数据序列E计算得到，而峰值数组AP的计算是在曲线C2上进行。因此，若使用全局基线BFHR信息，在曲线C2上计算加速活动，会存在这样的情况：由于曲线C2是由胎心曲线C经过了两层低通滤波处理，曲线上C2上的胎心率数值已经改变，与原始数据曲线C存在了一定的偏离。由于本发明所依托的产品所显示出来的胎心曲线是原始曲线C，为保证曲线C上加速活动位置判断的准确性。所以，对峰值位置的定位进行重新调整，处理过程如下：

(1)根据数组AP中的峰值信息在曲线C上定位出相应的位置，需要注意的是，定位出的位置在曲线C上不一定是峰值位置。

(2)在数组AP中所对应的位置附近，重新寻找出曲线C上的加速变化处的峰值，将峰值的数值大小和位置保存在二维数组NAP中。

T7，局部基线值的计算。本发明在处理过程中引入局部基线的使用，以下是局部基线的计算过程：

(1)寻找和计算数组NAP中每个峰值位置处上升沿的起始点位置、下降沿的终止点位置，其计算过程为：设定一个时间窗口宽度naW，在峰值点NAP前、后naW时间内，计算前、后的最小心率值，分别称为上升沿起始点、下降沿终止点。时间窗口宽度naW为预先设置的值。将上升沿起始点的数值大小和位置保存在二维数组NS中，将下降沿终止点的数值大小和位置保存在二维数组NE中。起始点和终止点的计算和寻找的目的，便于计算加速活动附近的胎心率数据的基线情况。

(2)计算每个峰值位置处，自起始点向前Nt时间内和自终止点向后Nt时间内的胎心率值的总和，计算其平均值，称之局部基线值，保存为序列bfhr(1)、bfhr(2)...bfhr(n)。其中时间Nt的大小为预先设置的值。

(3)计算局部基线值的过程中，如果遇到以下情况：若相邻两个峰值之间，前一个峰的下降终止点与后一个峰的上升起始点之间距离比较近，如若近到一定距离，满足在距离tempL之内，则可将相近两个加速变化处的局部基线一起进行计算。距离数值tempL为预先设置的值。

T8，加速变化峰值位置的再判断

实际临床采集的胎心率数据，其曲线形式往往是复杂多变的，经常会出现两个及两个以上的峰值集中出现在一段数据内的情况。

图7所示为根据本发明实施方式的集中出现的峰值位置示意图，图7中有15处峰值位置：其中位置1-2-3处、5-6处、10-11处、12-13处均出现了两个或者三个峰值变化。

在一次加速活动变化过程中，有可能出现多个胎心率曲线的峰值变化。为了提高加速活动判断的准确性，本发明需要对相邻出现的峰值变化进行分析，以确定其是否属于一次加速活动变化中，其处理过程如下：

(1)设置峰峰距离disPP，比较峰值之间的距离，若相邻峰值间的距离在disPP之内，视为峰值同在一个加速变化活动内。

(2)若相邻峰值间的距离大于disPP，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点(或者后一个峰值的上升沿起始点)的心率值大小，若心率值高于局部基线fhrH个数值，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内，例如图7峰值1-2、5-6、12-13处。

(3)若相邻峰值间的距离大于disPP且小于disPPmax，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点与后一个峰值的上升沿起始点，若为同一个位置，或者距离在tempL之内，并且有其中一个或多个峰值处的上升持续时间小于timeP，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内，例如图7峰值2-3、10-11处。

(4)对满足上述(1)(2)(3)中的条件的峰值，比较相邻峰值处的心率值大小，将最大处峰值位置视为此次加速变化的峰值位置。

注：fhrH、disPP、disPPmax、timeP为预先设置的值。加速变化位置判断结果的数据示例见下图8。

T9，加速变化起始点和结束点的计算。对曲线C上的加速变化数据部分进行分析，计算出准确的加速变化起始点和结束点，进而计算加速活动的上升时间和上升幅度，进而判断是否满足为一次真正的加速活动。

具体分析计算过程如下：

(1)设置幅度阈值aT2、时间阈值tT2。

(2)在曲线C上，在相应的局部基线bfhr(1)、bfhr(2)...附近，利用阈值aT2、tT2在NAP中的峰值处，向前寻找接近局部基线位置处的最小值，最小值与峰值之间要满足幅度差大于aT2、距离大于tT2两个条件。

本步骤中查找的最小值，是一个相对值，并不是指满足与峰值点距离超过tT2之外胎心曲线上的最小值，而是要结合局部基线进行考量。最小值的判断条件要满足——在局部基线附近、可作为加速变化上升的起始点两个条件。如图9所示：图中标记的有峰值、最小值、位置1，虽然位置1处的心率值小于最小值处，但是位置1并不符合本发明寻找最小值的条件。查找出的最小值即为加速变化的起始点，记录并保存起始点的心率值和位置在二维数组AST中。

(3)按照步骤(2)的处理方式，在局部基线附近，利用阈值aT2、tT2信息在NAP中各个峰值处，向后寻找最小值。查找出的最小值即为加速变化的结束点，记录并保存结束点的心率值和位置在二维数组AED中。图7中有15处峰值位置：其中位置1-2-3处、5-6处、10-11处、12-13处均出现了两个或者三个峰值变化。

图9所示为根据本发明实施方式的最小值与峰值位置关系图示意图。其中：幅度阈值aT可选取10BPM，时间阈值tT可选取10秒。幅度阈值aT2的选取：孕周32周及以上为15BPM，孕周32周以下为10BPM；时间阈值tT2的选取：孕周32周及以上为15秒，孕周32周以下为10秒；以上aT、aT2、tT、tT2的值为参考值，具体以本发明中实际算法的取值为准。

T10，上升持续时间、上升幅度、恢复时间的计算.计算各个加速变化的上升持续时间、上升幅度、恢复时间的大小，通过三个指标对NAP中峰值处的加速变化进行判断，以确定是否为一次真正的加速活动。其处理过程如下：

(1)将加速变化的上升起始点位置、心率值、下降结束点的位置、心率值和峰值位置、峰值心率值分别记为如下序列：

上升起始位置：startP(1)、startP(2)...；

上升起始心率值：startV(1)、startV(2)...；

下降结束位置：endP(1)、endP(2)...；

下降结束心率值：endV(1)、endV(2)...。

峰值位置：pointP(1)、pointP(2)...；

峰值心率值：valueP(1)、valueP(2)...。

其位置分布如图10所示的上升起始点位置、下降结束点、峰值的位置。

(2)计算加速时间、加速幅度、恢复时间

根据三个指标的含义：上升振幅：加速上升起始点到峰值之间心率值的幅度差；上升持续时间：加速起始点到峰值之间的持续时间；峰值恢复时间：峰值到加速结束位置处的恢复时间长度。

其计算方式分别为：

上升振幅＝valueP(·)-startV(·)

上升持续时间＝pointP(·)-startP(·)

峰值恢复时间＝endP(·)-pointP(·)

T11，加速活动的判断。利用步骤T9中得到的三个指标的数值信息，根据医学教材中加速活动的判断条件，确定胎心率曲线上一次加速变化是否为加速活动，筛掉NAP中不符合条件的峰值，并保留符合加速判断条件的峰值与位置。加速活动的判断条件有以下两条：

条件1、若孕周32周及以上，上升振幅>15BPM，上升持续时间>15s，峰值恢复时间>15s，视为一次加速活动；

条件2、孕周32周以下，上升振幅>10BPM，上升持续时间>10s，峰值恢复时间>10s，视为一次加速活动。

通过对条件1、2的判断，确定每个峰值位置处是否为一次加速活动，若满足条件，则是一次加速活动，保存并记录当前的峰值信息、加速上升持续时间、上升幅度。若不满足条件，则不是一次加速活动，进行下一个峰值点的分析与计算，直至将所有NAP中的峰值位置分析完毕。示例数据的加速活动位置图11所示。

T12，保存、输出加速活动的各项结果。

(1)保存并记录每个加速活动的各个参数数据信息：上升幅度、上升持续时间、峰值位置、峰值恢复时间。分别保存为如下序列中：

上升幅度：acceAmp(1)、acceAmp(2)...

上升持续时间：acceTime(1)、acceTime(2)...

峰值位置：pointP(1)、pointP(2)...

峰值恢复时间：acceRegT(1)、acceRegT(2)...

(2)统计并保存加速活动的个数：Amum，峰值位置的个数即为Amum的数值。

(3)输出加速活动各指标的信息。

图4所示为根据本发明实施方式的加速活动判断与计算的详细处理流程图。用于对图3的工作流程进行具体是如何执行进行总结表示。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文步骤的指令或程序时，本文的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (4)

1.一种处理胎心率曲线上加速活动的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1，使用采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；

步骤S1具体包括：使用胎心采集装置对胎心声音信号进行采集，进而使用算法处理对信号分析计算，得到胎儿心率值，记录并保存一定时间内的胎儿心率值，绘制为胎心率曲线；将胎心率曲线中的胎儿心率值范围之外的数据剔除，得到胎心率数据序列，胎心率数据序列中的数据即为有效胎儿心率值，其中有效胎儿心率值范围为40-220bpm；在胎心率数据序列上进行基线的计算，其中基线为BFHR基线；

S2，对胎心率数据进行预处理得到胎心率曲线，进一步地，基于胎心率基线及胎心率曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；

所述第一次加速位置判断具体包括：在滤波处理后的胎心率曲线上，设定第一幅度阈值与第一时间阈值；基于BFHR基线使用峰谷值搜索法，判断并筛选出胎心曲线高于基线部分的拱形变化，计算并保存拱形变化区的心率最大峰值及其位置，作为峰值；保存峰值大小和位置在二维数组AP内；

所述加速变化位置的调整具体包括：根据二维数组AP中的峰值信息在胎心率曲线上定位出相应的位置；在二维数组AP中所对应的位置一定范围内，重新寻找出胎心率曲线上的加速变化处的峰值，将峰值的数值大小和位置保存在二维数组NAP中；

所述计算局部基线值具体包括：计算数组NAP中每个峰值位置处上升沿的起始点位置、下降沿的终止点位置；计算每个峰值位置，自起始点向预设时间内的胎心率值的总和，计算其平均值，作为局部基线值；若相邻两个峰值之间，前一个峰的下降终止点与后一个峰的上升起始点之间距离近到满足预设距离时，则将相近两个加速变化处的局部基线一起进行计算；

所述第二次加速位置判断具体包括：设置预设峰峰距离，比较峰值之间的距离，若相邻峰值间的距离在预设峰峰距离之内，视为峰值同在一个加速变化活动内；若相邻峰值间的距离大于预设峰峰距离，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点或后一个峰值的上升沿起始点的心率值大小，若心率值高于局部基线fhrH个数值，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内；若相邻峰值间的距离大于预设峰峰距离且小于预设峰峰距离最大值，计算相邻的两个峰值处前一个峰值的下降沿终止点与后一个峰值的上升沿起始点，若为同一个位置或距离在预设距离范围之内，并且有其中一个或多个峰值处的上升持续时间小于预设时间范围，则视为相邻的峰值同在一个加速变化活动内；对满足上述三个条件中任意一个的峰值，比较相邻峰值处的心率值大小，将最大处峰值位置视为此次加速变化的峰值位置；

所述计算加速变化起始点和结束点具体包括：设置第二幅度阈值及第二时间阈值；在胎心率曲线相应的局部基线预设范围内，基于第二幅度阈值及第二时间阈值信息在二维数据NAP中的峰值，向前寻找接近局部基线位置处的最小值，其中，最小值与峰值之间要满足幅度差大于第二幅度阈值且距离大于第二时间阈值；查找出的最小值即为加速变化的起始点，记录并保存起始点的心率值和位置在二维数组AST中；基于第二幅度阈值及第二时间阈值信息在二维数据NAP中的峰值，向 后寻找接近局部基线位置处的最小值；查找出的最小值即为加速变化的结束点，记录并保存结束点的心率值和位置在二维数组AED中；

所述计算曲线变化指标具体包括：计算各个加速变化的上升持续时间、上升幅度及恢复时间的大小，通过三个指标对NAP中峰值处的加速变化进行判断，确定是否为一次真正的加速活动，其中加速变化包括上升起始点位置、心率值、下降结束点的位置、心率值和峰值位置、峰值心率值；

所述判断加速活动具体包括：根据上升持续时间、上升幅度、恢复时间及判定条件，确定胎心率曲线上一次加速变化是否为加速活动，筛选二维数组NAP中所有不符合条件的峰值，并保留符合加速判断条件的峰值与位置；

S3，通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

2.根据权利要求1所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其特征在于，所述预处理具体包括：

使用双层均值滤波对数据的噪声、干扰部分进行去除。

3.根据权利要求1所述的处理胎心率曲线上加速活动的方法，其特征在于，所述判定条件包括：

第一判定条件，孕周大于32周，上升幅度大于15BPM，上升持续时间大于15s，峰值恢复时间大于15s，视为一次加速活动；

第二判定条件，孕周在32周以下，上升幅度大于10BPM，上升持续时间大于10s，峰值恢复时间大于10s，视为一次加速活动。

4.用于执行权利要求1-3任一所述的方法的一种处理胎心率曲线上加速活动的系统，其特征在于，该系统包括：

数据采集模块，用于使用采集设备对用户胎心率数据进行采集，对采集数据进行数据剔除得到有效胎儿心率值，并根据有效胎儿心率值计算胎心率基线；

加速判断模块，获取胎心率数据并进行预处理得到胎心率曲线，进一步地，基于胎心率基线及胎心率曲线执行第一次加速位置判断、加速变化位置的调整、计算局部基线值、第二次加速位置判断、计算加速变化起始点和结束点、计算曲线变化指标及判断加速活动，得到胎心率曲线的加速位置、加速时间及加速幅度；

显示模块，用于通过交互界面对加速位置、加速时间及加速幅度进行显示。

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